一、 安全閥(fa)概述
安全閥也稱安全門或保險閥，是一種安全保護用閥，它的啟閉件在外力作用下處于常閉狀態，當設備或管道內的介質壓力升高，超過規定值時自動開啟，通過向系統外排放介質來防止管道或設備內介質壓力超過規定數值。當壓力恢復正常后，在壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時閥門再行關閉并阻止介質外流。安全閥屬于自動閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規定值，對人身安全和設備運行起重要保護作用。
二、安全閥的分類
安全閥的分類見(jian)圖6.3.20。
1. 按結(jie)構及加載機構可以分為重錘杠桿式、彈簧式和(he)脈沖式三種。
①. 重(zhong)錘杠桿式安全閥
重(zhong)錘(chui)杠桿(gan)(gan)式(shi)安全閥(fa)是利(li)用(yong)(yong)重(zhong)錘(chui)和杠桿(gan)(gan)來平衡作用(yong)(yong)在(zai)閥(fa)瓣(ban)上(shang)的(de)力。根(gen)據杠桿(gan)(gan)原理，它可以使用(yong)(yong)質量較(jiao)(jiao)(jiao)小的(de)重(zhong)錘(chui)通過杠桿(gan)(gan)的(de)增大(da)作用(yong)(yong)獲得(de)較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)的(de)作用(yong)(yong)力，并(bing)(bing)通過移(yi)動重(zhong)錘(chui)的(de)位置（或變換重(zhong)錘(chui)的(de)質量）來調(diao)整安全閥(fa)的(de)開啟壓力。重(zhong)錘(chui)杠桿(gan)(gan)式(shi)安全閥(fa)結構簡單，調(diao)整容(rong)(rong)易而又比(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)準確，所加(jia)(jia)的(de)載荷(he)不會因(yin)閥(fa)瓣(ban)的(de)升高(gao)(gao)而有較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)地增加(jia)(jia)，適用(yong)(yong)于溫度較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)場合(he)，過去(qu)用(yong)(yong)得(de)比(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)普遍(bian)，特別是用(yong)(yong)在(zai)鍋爐(lu)和溫度較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)壓力容(rong)(rong)器上(shang)。但重(zhong)錘(chui)杠桿(gan)(gan)式(shi)安全閥(fa)結構比(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)笨重(zhong)，加(jia)(jia)載機構容(rong)(rong)易振動，并(bing)(bing)常因(yin)振動而產(chan)生(sheng)泄漏；其回(hui)座壓力較(jiao)(jiao)(jiao)低，開啟后不易關閉及(ji)保持嚴密。
②. 彈(dan)簧微啟式安全閥
彈(dan)簧(huang)(huang)(huang)微啟式安(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)是利(li)用(yong)(yong)壓(ya)(ya)縮(suo)彈(dan)簧(huang)(huang)(huang)的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)來平衡(heng)作用(yong)(yong)在閥(fa)(fa)(fa)瓣上(shang)的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)。螺(luo)旋圈形彈(dan)簧(huang)(huang)(huang)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)縮(suo)量(liang)可(ke)(ke)以通(tong)過轉動(dong)它(ta)上(shang)面的(de)(de)(de)(de)調(diao)整螺(luo)母來調(diao)節，利(li)用(yong)(yong)這(zhe)種結(jie)構就可(ke)(ke)以根據需要校正安(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)開(kai)啟（整定）壓(ya)(ya)力(li)(li)。彈(dan)簧(huang)(huang)(huang)微啟式安(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)結(jie)構輕便緊湊，靈敏度也(ye)比較高，安(an)裝位置不受限制，而且(qie)因(yin)為對振動(dong)的(de)(de)(de)(de)敏感(gan)性小，所(suo)(suo)以可(ke)(ke)用(yong)(yong)于移動(dong)式的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)容器上(shang)。這(zhe)種安(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)缺點是所(suo)(suo)加(jia)的(de)(de)(de)(de)載(zai)荷會(hui)隨著(zhu)閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)開(kai)啟而發生變化，即隨著(zhu)閥(fa)(fa)(fa)瓣的(de)(de)(de)(de)升高，彈(dan)簧(huang)(huang)(huang)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)縮(suo)量(liang)增(zeng)大，作用(yong)(yong)在閥(fa)(fa)(fa)瓣上(shang)的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)也(ye)跟(gen)著(zhu)增(zeng)加(jia)。這(zhe)對安(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)迅速(su)開(kai)啟是不利(li)的(de)(de)(de)(de)。另外，閥(fa)(fa)(fa)上(shang)的(de)(de)(de)(de)彈(dan)簧(huang)(huang)(huang)會(hui)由于長期(qi)受高溫(wen)的(de)(de)(de)(de)影響而使彈(dan)力(li)(li)減小。用(yong)(yong)于溫(wen)度較高的(de)(de)(de)(de)容器上(shang)時，常常要考慮彈(dan)簧(huang)(huang)(huang)的(de)(de)(de)(de)隔熱或散熱問(wen)題，從而使結(jie)構變得復雜起來。
③. 脈沖式(shi)安(an)全閥
脈(mo)沖式安全(quan)閥(fa)由主(zhu)閥(fa)和(he)輔閥(fa)構(gou)成(cheng)，通過輔閥(fa)的脈(mo)沖作用帶動(dong)主(zhu)閥(fa)動(dong)作、其結構(gou)復雜，通常只適用于安全(quan)泄放量很大的鍋爐和(he)壓力(li)容器。
2. 按照介質排(pai)放方式的不同安全(quan)閥(fa)又(you)可以(yi)分為全(quan)封(feng)閉(bi)式、半封(feng)閉(bi)式和開放式等三(san)種(zhong)。
①. 全封(feng)閉安(an)全閥(fa)
全(quan)封閉式安全(quan)閥排(pai)氣(qi)時(shi)，氣(qi)體全(quan)部通(tong)過排(pai)氣(qi)管(guan)排(pai)放，介(jie)質不(bu)能間外泄漏，主要用于介(jie)質為有毒、易燃(ran)氣(qi)體的容(rong)器。
②. 半封閉式(shi)安全閥
半封閉(bi)式安全閥所(suo)排出的(de)氣(qi)體(ti)一(yi)部分通過(guo)排氣(qi)管(guan)，也有一(yi)部分從(cong)閥蓋與閥桿(gan)間的(de)間隙(xi)中漏出，多用于介質為不會污(wu)染環境的(de)氣(qi)體(ti)的(de)容器。
③. 開(kai)放式安全閥
開(kai)放式安(an)全閥的(de)(de)閥蓋是敞開(kai)的(de)(de)，使彈(dan)(dan)簧腔室與(yu)大氣(qi)相通，這樣有利于(yu)降低彈(dan)(dan)簧的(de)(de)溫度，主要(yao)適用于(yu)介質為蒸汽，以及對大氣(qi)不產生污染的(de)(de)高溫氣(qi)體的(de)(de)容(rong)器。
3. 按照閥(fa)瓣開啟的(de)最大高度與安全(quan)閥(fa)流(liu)道直徑之比來劃分，安全(quan)閥(fa)又可分為彈簧微啟封閉高壓(ya)式(shi)安全(quan)閥(fa)和彈簧全(quan)啟式(shi)安全(quan)閥(fa)兩種。
①. 彈簧微啟封(feng)閉式(shi)高壓安全閥
微啟(qi)(qi)式(shi)(shi)安全(quan)閥(fa)的(de)(de)(de)開啟(qi)(qi)高度小(xiao)于(yu)流道直徑的(de)(de)(de)1/4，通常為(wei)流道直徑的(de)(de)(de)1/40～1/20。微啟(qi)(qi)式(shi)(shi)安全(quan)閥(fa)的(de)(de)(de)動作(zuo)過(guo)程是比例作(zuo)用(yong)式(shi)(shi)的(de)(de)(de)，主(zhu)要(yao)用(yong)于(yu)液體場合(he)，有(you)時也用(yong)于(yu)排放量很(hen)小(xiao)的(de)(de)(de)氣體場合(he)。
②. 彈(dan)簧全(quan)啟式(shi)安全(quan)閥
全(quan)啟(qi)式安全(quan)閥的開啟(qi)高度大(da)于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)流道直徑的1/4。全(quan)啟(qi)式安全(quan)閥的排放面積是閥座；喉(hou)部最(zui)小(xiao)截面積。其動作(zuo)過程是屬于(yu)(yu)兩段作(zuo)用式，必須借助于(yu)(yu)一個(ge)升(sheng)力機(ji)構才(cai)能達到全(quan)開啟(qi)，全(quan)啟(qi)式安全(quan)閥主(zhu)要用于(yu)(yu)氣體介質的場(chang)合。
③. 中啟式(shi)安全閥
開啟高度(du)介于微啟式(shi)(shi)與全啟式(shi)(shi)之(zhi)間。即可以做成兩段作用式(shi)(shi)，也可以做成比例作用式(shi)(shi)。
法蘭(lan)連接帶手柄(bing)波紋管全(quan)啟式安(an)全(quan)閥如圖6.3.21所示(shi)，典型安(an)全(quan)閥如圖6.3.22所示(shi)。
三(san)、安(an)全閥的(de)工作原理(li)及特點
（1）彈(dan)簧(huang)式(shi)仍然是最(zui)通用(yong)的一種。彈(dan)簧(huang)式(shi)安全閥作用(yong)原理是，彈(dan)簧(huang)力(li)(li)(li)與介質作用(yong)于閥瓣(ban)的正(zheng)常(chang)(chang)壓力(li)(li)(li)相平衡，使密(mi)封面密(mi)合；當介質壓力(li)(li)(li)過高時，彈(dan)簧(huang)受到壓縮，使閥瓣(ban)離(li)開(kai)閥座，介質從中(zhong)泄出；當壓力(li)(li)(li)回降到正(zheng)常(chang)(chang)值(zhi)時，彈(dan)簧(huang)力(li)(li)(li)又(you)將(jiang)閥瓣(ban)推向閥座，密(mi)封面重新密(mi)合。
（2）在一些重要部位往往使用帶扳手的雙彈簧微啟(qi)式(shi)安(an)全(quan)閥。這(zhe)種結構形(xing)狀(zhuang)如(ru)圖6.3.22（b）所示。
（3）脈(mo)沖(chong)(chong)式安(an)全(quan)(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)，就是一個大(da)的安(an)全(quan)(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)（主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)）和一個小的安(an)全(quan)(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)（輔(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)）配合動作(zuo)，通過(guo)輔(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)的脈(mo)沖(chong)(chong)作(zuo)用帶動主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)啟閉。大(da)的安(an)全(quan)(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)比較遲鈍(dun)，小的安(an)全(quan)(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)則比較靈敏。將(jiang)通向主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)的介質(zhi)與輔(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)相連通，壓力(li)過(guo)高時(shi)，輔(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)開(kai)啟，介質(zhi)從旁路進入(ru)主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)下(xia)(xia)面的一個活塞，推動活塞將(jiang)主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)打開(kai)。壓力(li)回降(jiang)時(shi)，輔(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)關閉，主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)活塞下(xia)(xia)的介質(zhi)壓力(li)降(jiang)低(di)，主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)瓣也跟著下(xia)(xia)降(jiang)密合。這種安(an)全(quan)(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)結構(gou)復(fu)雜(za)，只有在通徑很(hen)大(da)的情況下(xia)(xia)才采用。
（4）杠桿(gan)式安全閥（重(zhong)(zhong)錘式）安全閥，是一種(zhong)古老的(de)(de)閥門。它(ta)依(yi)靠杠桿(gan)和重(zhong)(zhong)錘來平(ping)衡閥瓣的(de)(de)壓力。通(tong)過重(zhong)(zhong)錘在(zai)杠桿(gan)上(shang)的(de)(de)移動，調整壓力的(de)(de)大(da)小。它(ta)與彈簧式安全閥比較，顯得笨(ben)重(zhong)(zhong)而遲(chi)鈍。好處是因為沒有彈簧，不怕介質的(de)(de)熱影響，所以(yi)至今還(huan)在(zai)某些鍋爐上(shang)使用。結構形狀(zhuang)如(ru)圖6.3.22（e）、圖6.3.22（f）所示。
四、安(an)全(quan)閥形(xing)式(shi)的(de)選(xuan)擇
（1）排放氣體或蒸汽時，選(xuan)用全啟式安全閥。
（2）排放液體時，選用全啟式或(huo)微(wei)啟式安全閥。
（3）排放水(shui)蒸氣(qi)或(huo)空氣(qi)時，可(ke)選(xuan)用帶扳(ban)手的安全閥。
（4）對設定壓力大于3MPa，溫度超過235℃的(de)氣體，則選用帶散熱片的(de)安全(quan)閥，以(yi)防止泄放介質直接沖(chong)蝕(shi)彈簧(huang)。
（5）排(pai)放介質允(yun)許泄(xie)漏(lou)至(zhi)大氣(qi)(qi)的(de)(de)，選用開式(shi)閥(fa)(fa)帽(mao)安全閥(fa)(fa)；不允(yun)許泄(xie)漏(lou)至(zhi)大氣(qi)(qi)的(de)(de)，選用閉式(shi)閥(fa)(fa)帽(mao)安全閥(fa)(fa)。
（6）排放有劇(ju)毒、有強(qiang)腐蝕(shi)、有極度危(wei)險的介質，選(xuan)用波紋(wen)管安全閥(fa)。
（7）高背壓(ya)的(de)場合，選(xuan)用背壓(ya)平衡式安全(quan)閥(fa)(fa)(fa)或導閥(fa)(fa)(fa)控制式安全(quan)閥(fa)(fa)(fa)。
（8）在(zai)某些重要(yao)(yao)的(de)場合(he)，有時要(yao)(yao)安裝互為備(bei)用的(de)兩(liang)個(ge)安全閥(fa)。兩(liang)個(ge)安全閥(fa)的(de)進口和出口切斷閥(fa)宜采用機(ji)械聯鎖裝置，以確保在(zai)任(ren)何時候（包(bao)括維修，檢修期間）都能滿足容器所要(yao)(yao)求的(de)泄放面積(ji)。
五、安全閥有關(guan)標(biao)準規范
GB/T 12241《安全閥一(yi)般要求》
GB/T 12242《安全閥性能試驗方法》
GB/T 12243《彈簧直接載荷式安全閥》
ZBJ 98013《電站安全閥技術(shu)條件》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產品質量分等》
TSG ZF001《安(an)全閥(fa)安(an)全技術監察(cha)規程》
SY/T 0525.1《石油儲罐液壓安全閥》
SY/T 10006《海上井口地面安全閥和水下安全閥規范》
SY/T 10024《井下安全閥系統的設計、安裝、修理和操作的推薦作法》
GB/T 14087《船用空氣瓶安全閥》
JB/T 6441《壓縮機用安全閥》
JB/T 2203《彈簧式安全閥 結構長度》
JB/T 9624《電站安全閥技術條件》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產品質量分等》
ISO 4126-1《安(an)全閥 第1部分：通用要求》
ISO 10417《石油和天然氣工業 地下安全閥系(xi)統設計(ji)、裝配、操作和修理(li)》
HG 3157《液(ye)化氣體罐(guan)車(che)用彈簧(huang)安全閥》
BS 6759《安全(quan)閥》
